Servo-Planetengetriebe – genau das Richtige für Sie!

Das Servo-Planetengetriebe ist eine Art Getriebe. Um die Motordrehzahl auf die erforderliche Drehzahl zu reduzieren und ein hohes Drehmoment zu erreichen, wird ein Getriebedrehzahlwandler verwendet. Wie funktioniert es bei einem Planetengetriebe? Aus dem Framework werden wir mehr darüber verstehen. Planetenrad, Sonnenrad und Hohlrad sind die Hauptgerüste des Planeten-Servogetriebes.

Der Zahnkranz steht in direktem Kontakt mit dem Innengehäuse des Getriebes. In der Mitte des Hohlrades befindet sich ein zusätzliches zwangsgetriebenes Sonnenrad. Zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad befindet sich ein Planetenradsatz, der aus drei gleichmäßig auf dem Planetenträger angeordneten Zahnrädern besteht und zwischen ihnen auf dem Abtriebswellenträger, dem Kronenkranz und dem Sonnenrad schwimmt. Die Planetenräder werden in Drehung versetzt, wenn das Sonnenrad durch die Eingangsleistung betätigt wird, und drehen sich dann mit der Umlaufbahn des Hohlrads um den Kern. Lassen Sie uns einen genaueren Blick darauf werfen, warum Servo-Planetengetriebe ein großartiges Werkzeug sind.

Hauptfunktionen eines Servo-Planetengetriebes

Das Servo-Planetengetriebe dient als Drehzahlminderer und Drehmomentverstärker. Die Vervielfachung des Drehmoments macht es einfacher, die Maschine mit einem viel kleineren Motor zu betreiben, was sowohl Ressourcen als auch Energie spart. Die Stellung des Servo-Planetengetriebes als Untersetzungsgetriebe ist bei manchen Anwendungen ebenso bedeutsam wie seine Funktion als Drehmomentvervielfältiger. Das Kristallwachstum beinhaltet beispielsweise das schrittweise Anheben der Kugel aus der Trommel, die das geschmolzene Material enthält. Die gesamte Anordnung sollte ziemlich gleichmäßig gedreht werden, mit einer Geschwindigkeit von 15 ° pro Stunde, um den Kristall so rund, glatt und gleichmäßig wie möglich zu halten. Durch den Servomechanismus wird eine enge Winkelgeschwindigkeitssteuerung bereitgestellt, aber die Servomotoren arbeiten typischerweise nicht gut oder erzeugen kein hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen. Der Einbau eines Getriebes hilft dem Servomotor, steuerungstechnisch mit maximaler Drehzahl zu arbeiten und gleichzeitig ein begrenztes Drehmoment zu erzeugen, das durch das Übersetzungsverhältnis in angemessenem Maße angehoben wird.

Warum ist das „Servo“ im Servo-Planetengetriebe wichtig?

Bei Servoanwendungen, bei denen ein Feedback-Gerät zur Steuerung des Drehmoments, der Position oder der Geschwindigkeit eines Linear- oder Rotationssystems verwendet wird, ist das Verhältnis von Lastträgheit zu Motorträgheit ein kritischer Faktor für die Systemleistung. Das niedrigere Trägheitsverhältnis ermöglicht es dem Motor, die Last genauer zu steuern und Überschwingen und Schwingen zu vermeiden, wodurch die Systemreaktion verbessert wird. Wenn die tatsächliche Trägheit der Last nicht geändert werden kann, kann das Hinzufügen eines Getriebes zum System die Trägheit der Last reduzieren, die zum Motor zurückreflektiert wird, wodurch der Motor im Wesentlichen so aussieht, als ob weniger Trägheit zu übertragen wäre.

Das Getriebe reduziert die reflektierte Lastträgheit um das Quadrat des Übersetzungsverhältnisses, sodass das Hinzufügen eines Getriebes das Trägheitsverhältnis des Systems erheblich verbessern kann. Die Zahnräder multiplizieren auch das Drehmoment vom Motor zur Last um einen Betrag, der proportional zum Übersetzungsverhältnis ist, während sie die erforderliche Motordrehzahl um denselben Betrag senken. Bei einigen Anwendungen bedeutet dies, dass ein kleinerer Motor verwendet werden kann und der Motor mit einer höheren, effizienteren Geschwindigkeit laufen kann.

Hauptvorteile von Servo-Planetengetriebe

Servoplanetengetriebe verwenden drei Arten von Zahnrädern zur Übertragung des Drehmoments:Planetenräder, Sonnenrad und Hohlrad. Der angebaute Motor treibt das Sonnenrad an, das sich in der Mitte des Getriebes befindet. Viele Planetengetriebe arbeiten sowohl mit dem Sonnenrad als auch mit dem Hohlrad, die stationär und im Getriebegehäuse befestigt sind. Wenn sich das Sonnenrad dreht, treibt es die Planetenräder an, sich um ihre Achsen zu drehen und sich um das Sonnenrad zu drehen. Die Positionen der Planetengetriebe werden durch das Joch eingestellt, das auch die Abtriebswelle umfasst.

Bei dieser Anordnung wird die Last auf mehrere Zahnradzähne verteilt, was den Planetenkonstruktionen eine hohe Steifigkeit verleiht und zu einem geringen Spiel beiträgt – nur 1 bis 2 Bogenminuten bei einigen Designs. Eine hohe Steifigkeit ist auch in Anwendungen wichtig, die häufige Start-Stopp-Zyklen oder Drehrichtungswechsel erfordern.

Planetenkonstruktionen sind außerdem kompakt und bieten hohe Untersetzungsfaktoren in einem kleinen Gesamtpaket. Diese kompakte Bauweise bedeutet auch eine geringe Trägheit, was besonders bei Servoanwendungen von Vorteil ist, da die Trägheit des Getriebes direkt die Trägheit der Last erhöht, die der Motor ausbalancieren muss. Und obwohl Planetengetriebe wie andere Konstruktionen mit Fett oder Öl geschmiert werden können, werden die meisten vom Hersteller mit Fett geschmiert und erfordern während der gesamten Lebensdauer des Getriebes keine Nachschmierung oder Wartung. Weitere Vorteile des Servo-Planetengetriebes sind:

Drehmomentmultiplikation

Servo-Planetengetriebe bieten einen mechanischen Vorteil, wenn sie auf der Motorausgangswelle montiert sind. Die Anzahl der Zahnräder und die Anzahl der Zähne auf jedem liefert den mechanischen Vorteil, der durch das Übersetzungsverhältnis definiert wird. Wenn der Motor 100 Pfund pro Zoll produziert. Drehmoment, das Anschließen eines 5:1-Servo-Planetengetriebes erzeugt ein Ausgangsdrehmoment von fast 500 lb-in. abhängig vom Wirkungsgrad des Servo-Planetengetriebes.

Geschwindigkeitsreduzierung

Planeten-Servogetriebe werden oft als Untersetzungsgetriebe bezeichnet, da die meisten von ihnen das Ausgangsdrehmoment erhöhen und gleichzeitig die Ausgangsdrehzahl reduzieren. Der mit einer Drehzahl von 1000 U / min arbeitende Motor, der mit einem Planeten-Servogetriebe mit einem Übersetzungsverhältnis von 5:1 ausgestattet ist, erreicht 200 U / min. Diese Geschwindigkeitsreduzierung verbessert die Systemeffizienz, da viele Motoren bei niedrigen Drehzahlen nicht effizient sind. Bei einem Mahlwerk, das beispielsweise mit fünfzehn laufen muss, verursacht der Eingriff des Motors, dass die Drehung des Rads ungleichmäßig ist. Der unterschiedliche Widerstand des polierten Steins macht auch die Drehung des Rades unvorhersehbar. Im Gegensatz dazu ermöglicht die Montage eines 100:1-Servo-Planetengetriebes am Motor, dass er mit 1.500 U / min läuft. Die Kombination aus Motor, Getriebe und Spindelstock sorgt trotz Reibung und Lastschwankungen für eine gleichmäßigere Ausgangskraft und eine gleichmäßigere Radrotation.

Anpassende Trägheit

In den letzten 20 Jahren haben Servohersteller leichte Materialien, dichte Kupferwicklungen und hochenergetische Motormagnete eingeführt, die bei gegebenen Rahmengrößen mehr Drehmoment erzeugen. Dieser Trend ist zwar günstig, erhöht jedoch das Risiko einer Trägheitsfehlanpassung zwischen den Servomotoren und den von ihnen gesteuerten Lasten.